典型连接结构螺栓的附加弯矩形成机理与承载能力研究及结构优化设计

针对典型连接结构中, 高强螺栓在受拉工况下因产生附加弯矩而极大削弱其承载能力的问题, 开展了螺栓附加弯矩产生的机理研究, 并提出了一种有效降低螺栓附加弯矩的结构优化设计方法. 首先, 建立典型连接结构的等效力学模型, 推导出螺栓附加弯矩的解析解, 进一步开展数值仿真分析, 验证了解析方法的正确性. 考虑螺栓同时承受拉弯耦合载荷工况, 引入梁塑性弯曲理论, 研究了不同拉弯组合下的螺栓截面各类应力分布的交互关系, 并给出了考虑轴力影响的弯矩塑性折减系数. 基于最大应力破坏准则, 开展了考虑附加弯矩和弯曲塑性影响的螺栓载荷失效判据研究, 该判据更加具有工程应用价值. 从机理出发, 开展典型连接结构优化设计以降低螺栓的附加弯矩进而提高其承载能力, 进一步采用解析方法, 阐述了铰支球头的工作机理. 采用数值仿真方法, 开展了螺栓附加弯矩灵敏度分析, 验证了优化设计方法的有效性. 进一步开展试验研究, 获得不同连接状态下螺栓的附加弯矩, 验证了优化设计方法的正确性和可行性. 该方法能够极大降低高强螺栓的附加弯矩, 最大程度发挥螺栓的承载能力, 提高连接结构的可靠性.      

FRP约束钢管混凝土柱轴力-弯矩相关关系研究

为了建立FRP(Fiber Reinforced Polymer)约束钢管混凝土压弯构件轴力-弯矩相关关系曲线,分析组合结构中各组份对柱体压弯性能的影响,建立了FRP约束钢管混凝土截面分析计算模型,考虑不同FPR-钢复合约束程度和荷载偏心率对混凝土本构的影响。与现有CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)-钢管混凝土压弯试验结果对比,验证了模型的合理性。对模型开展参数分析,结果表明,FRP约束混凝土压弯性能主要受环向FRP影响,环向FRP层数的增加在提高柱体轴压承载力的同时可有效降低其界限偏心率,提高大偏心状态下柱体的轴压比;纵向FRP层数仅会影响柱体承载力,对其界限偏心率及大偏心受压状态下的轴压比影响不显著;随着环向FRP约束程度的提高,柱体对P-Δ效应的敏感性增强。     

下承式梁拱组合桥梁的梁拱协作机理研究

文章将外部静定、内部高次超静定的梁拱组合桥梁分解成梁拱闭合体和吊杆两种构件,并且将吊杆力假定为膜张力,求解出了梁拱组合桥梁在均布荷载作用下拱肋分担的荷载大小及其修正系数,明确了其传力途径,定量地求出了梁拱分担的荷载比例,拱梁的拉压力偶矩大小以及梁拱截面的弯矩,并讨论了拱梁荷载比、弯矩比的影响因素及其关系,完整地揭示了下承式梁拱组合桥梁的梁拱协作机理.     

压弯杆件的动荷性能分析

研究了在轴向动力荷载作用下压弯构件的动力特征，根据压弯构件的动力平衡方程，导出了不同横向荷载形式下的振幅计算公式，分析了横向荷载对杆件动力性能的影响，根据理论研究成果提出了在实际工程中减小杆件振幅的一些措施．     

弯压组合中一个不容忽视的问题

提出了在弯压组合问题的强度计算中,轴向压力对最大挠度和最大弯矩的影响不可忽视,并导出了计算这种影响的解析式,以及忽略和考虑这种影响的判别式.     

端弯矩与端部约束对钢柱抗火性能的影响

基于有限元方法模拟约束钢柱在火荷载作用下的抗火行为,分析轴向约束刚度、转动约束刚度、同向曲率的端弯矩作用对其抗火性能的影响,探讨轴向约束刚度、转动约束刚度与临界温度之间的关系。通过对约束钢柱火灾下的受力及变形性能较为全面地进行参数分析,得出:轴向约束刚度比增大,钢柱临界温度降低;转动约束刚度比增大,临界温度升高;在轴向约束条件下,截面温度分布均匀时端弯矩作用使钢柱临界温度显著降低;截面温差为200℃时,端弯矩作用的不利影响更加明显,端弯矩作用越大,受约束钢柱抗火性能越低;具有转动约束的钢柱,约束作用较小时,端弯矩作用会对其抗火性能产生不利影响,约束作用较大时,端弯矩作用对其抗火性能影响较小;截面温差为200℃时,端弯矩作用下的转动约束钢柱临界温度值几乎与轴向荷载作用下相同。另外,划分了"安全区"和"非安全区"两个区域,在抗火设计中保证钢柱的温度在安全区范围内,钢柱的抗火能力即可满足要求;端弯矩作用对约束钢柱抗火性能具有不利影响,会使安全区范围缩小。     

缩径焊接空心球压弯下节点刚度研究

以缩径焊接空心球节点为研究对象,运用正交设计法设计了 9个试件,试验研究了压弯受力状态下节点的名义抗弯刚度.利用ABAQUS软件建立缩径焊接空心球节点分析模型,采用线性强化应力-应变关系,考虑几何和材料非线性的影响,对压弯受力状态下的缩径焊接空心球节点的抗弯刚度进行了有限元分析,绘制了节点弯矩-转角曲线,得到了节点名义...     

水下悬浮隧道锚索的动力分析

将悬浮隧道的锚索简化为受张力的梁,利用动力学方程和Morison方程,建立了锚索涡激振动方程,计算并讨论了锚索倾角、张力和长度的改变对其最大动剪力和最大动弯矩的影响.计算结果表明:在其他条件不变的情况下,锚索初张力和垂直深度的减小将引起其最大动剪力和最大动弯矩的增加,而锚索倾角的减小将引起其最大动剪力和最大动弯矩的减小;锚索的一阶固有频率与其初张力和倾角成正比例关系,与其垂直深度则成反比例关系.     

受轴向分布压力的压弯构件的计算

本文以受均布载荷(轴向和横向)且端部受集中压力的简支梁和悬臂梁为例,介绍如何用能量法来求解这类纵横弯曲问题,着重讨论分布的轴向压力对弯矩增长系数的影响。...     

简支梁绝对最大弯矩计算方法探讨

介绍了结构力学中简支梁绝对最大弯矩的一种简单计算方法. 教学实践证明,用这种方法,学生对计算绝对最大弯矩的规律容易理解、掌握,也容易记忆.